Kalkulasi DP (Differential Pressure) Flow

Di industri migas, umumnya DP transmitter digunakan untuk mengukur flow. Kita banyak mendengar bahwa hasil pengukuran DP hanya cukup diakar (square root) saja, lalu kita akan mendapatkan hasil flow-nya. Memang nilai DP tersebut perlu diakar, tetapi kita masih perlu mengalikannya dengan parameter-parameter lain di dalam proses, tidak serta merta hanya melakukan akar dari DP.

Perhitungan DP menjadi flow sebenarnya berasal dari persamaan Bernoulli:

dan juga persamaan kontinuitas (flow massa masuk = flow massa keluar):

Pada umumnya, DP transmitter dipasang pada pipa horizontal sehingga komponen tekanan hidrostatik pada persamaan Bernoulli dapat saling menghilangkan (ρ.g.h1 = ρ.g.h2).

ΔP yang dibaca transmitter adalah ΔP = P1-P2. Dengan menggabungkan persamaan Bernoulli dan kontinuitas, kita dapat memperoleh kecepatan flow di orifice:

Melihat gambar orifice di atas, d adalah diameter orifice, dan D adalah diameter pipa.

Untuk mendapatkan flow volume Qv, kita kalikan kecepatan v2 dengan luas penampang orifice sehingga diperoleh:

 

Kita bisa menggabungkan unsur dimensi pipa dan orifice, massa jenis fluida, serta unsur konversi satuan menjadi satu faktor pengali K. Persamaan flow volume-nya akan terlihat lebih simple:

Untuk Flow Gas

Ketika melakukan pengukuran flow volume gas, kita perlu memperhitungkan perubahan tekanan dan temperatur ketika pengukuran. Hal ini karena perubahan tekanan dan temperatur pada gas mengakibatkan perubahan massa jenis gas.

Dari hukum gas non-ideal, massa jenis gas proporsional dengan tekanan/temperatur:

Maka, kalkulasi flow volume dari DP transmitter perlu dikompensasi dengan tekanan dan temperatur gas tersebut:

 

Referensi:

Emerson Process Management. Oct 2009. DP Flow Theory – Deriving the DP Flow Equation (Part 1). Technical Note 00840-0300-4803, Rev AA. doi: http://www2.emersonprocess.com/siteadmincenter/pm%20rosemount%20documents/00840-0300-4803.pdf

Emerson Process Management. Oct 2009. Rosemount DP Flow Gas Flow Measurement. Technical Note 00840-0400-4803, Rev AA. doi: http://www2.emersonprocess.com/siteadmincenter/pm%20rosemount%20documents/00840-0400-4803.pdf